药物化学课件第二章药物的化学结构与生物活性
药物化学》电子教案
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《药物化学》电子教案第一章:药物化学概述1.1 课程介绍了解药物化学的定义、内容、研究方法和意义。
掌握药物化学的发展历程和现状。
1.2 药物的分类了解药物的分类方法和各类药物的特点。
掌握常见药物的分类及其代表药物。
1.3 药物的命名学习药物的命名原则和方法。
掌握常见药物的命名规则及其命名示例。
第二章:药物的化学结构与生物活性2.1 药物的化学结构了解药物的化学结构与生物活性之间的关系。
学习药物的化学结构特点及其对生物活性的影响。
2.2 药物的生物活性学习药物的生物活性评价方法和指标。
掌握药物的生物活性与化学结构之间的关系。
2.3 药物的构效关系学习药物的构效关系概念及其研究方法。
掌握药物的构效关系对药物设计和优化的重要性。
第三章:药物的合成方法与合成策略3.1 药物的合成方法学习药物的合成方法及其特点。
掌握常见药物合成方法的选择和应用。
3.2 药物的合成策略学习药物的合成策略及其意义。
掌握药物的合成策略在药物研发中的应用。
3.3 药物合成的优化学习药物合成的优化方法及其原则。
掌握药物合成的优化对提高药物产率和纯度的重要性。
第四章:药物的代谢与药效学4.1 药物的代谢了解药物的代谢途径和代谢酶系。
学习药物代谢的影响因素及其临床意义。
4.2 药物的药效学学习药物的药效学参数及其意义。
掌握药物的药效学与药物设计和应用之间的关系。
4.3 药物的毒理学学习药物的毒理学特点及其影响因素。
掌握药物的毒性评价方法和安全性评估。
第五章:药物设计及应用实例5.1 药物设计概述了解药物设计的意义和方法。
学习药物设计的策略和步骤。
5.2 抗炎药物的设计与应用学习抗炎药物的设计原理及其应用实例。
掌握抗炎药物的分类和作用机制。
5.3 心血管药物的设计与应用学习心血管药物的设计原理及其应用实例。
掌握心血管药物的分类和作用机制。
第六章:药物的化学合成反应6.1 碳碳键的形成学习卤代烃、烯烃和炔烃的合成反应。
掌握常见碳碳键形成反应的机理和应用。
药物化学PPT课件完整版
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O
O
NH2CONH2 C2H5ONa
H3C RH2C
CH R/
N NH
ONa
H+
H3C CH RH2C R/
NH O
NH
HN
O
3. 举例:苯巴比妥
O3
•结构式:
4NH
H 5C 2 O
52
6
N
H
1
O
•化学名:5-乙基-5-苯基丙二酰脲,又名鲁米那
C H 2 C lK C N
C H 2 C NH 2 O
第二章、麻醉用药
临床上使用的麻醉用药包括: 全身麻醉药(全麻药)、
局部麻醉药(局麻药) 和麻醉辅助药(肌肉松弛药)。
•全身麻醉药作用于中枢神经,使其受到可逆性抑制, 从而使意识、感觉和反射消失;
•局部麻醉药作用于神经末梢和神经干,阻滞神经冲动 的传导,使局部的感觉消失; •肌肉松弛药又称骨骼肌松弛药或肌松药,作用在神经 肌肉接头处,可使骨骼肌完全松弛。
•药物研究和开发的各个环节,要严格控制,符合要求, 目的是保证药物的有效和安全。
传统的新药研究与开发的模式
现代新药设计
基因治疗药物
基于疾病发生机制的药物设计 基于药物作用靶点结构的药物设计
合理药物设计:依据生物化学、酶学、分子生物学及分
子遗传学等领域的研究成果,针对这些基础研究所揭示的包括
酶、受体、离子通道、核酸等潜在的药物作用的靶点,以
COOCH2CH2N
C2H5 C2H5
.HCl
•化学名:对-氨基苯甲酸-β-二乙氨基乙酯盐酸盐,
O2N
又名奴佛卡因
CH3 Na2Cr2O7,H2SO4O2N
COOH
HOCH2CH2N(C2H5)2O2N
《药物化学》ppt课件
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药物的化学结构也影响其稳定性,如某些药物在光、热、酸、碱等 条件下容易发生分解或变质。
03
药物合成与反应
药物合成的基本方法
01
02
03
化学合成法
通过化学反应将简单化合 物转化为复杂药物分子, 包括加成、消除、取代、 重排等反应。
生物合成法
利用生物体内的代谢途径 和酶催化反应合成药物, 如发酵工程、基因工程等。
药物化学的历史与发展
早期的药物化学
早期的药物主要来源于天然产物,如植物、动物和矿物等。人们通过经验和试错的方式发现 了一些具有治疗作用的物质,并逐渐积累了一些用药的知识。
近代药物化学的发展
随着化学和医学科学的进步,人们开始运用化学方法对天然产物进行分离、纯化和结构鉴定, 进而合成了一些具有相似或更好疗效的药物。同时,人们也开始探索通过化学方法合成全新 的药物。
高纯度的药物产品。
04
药物设计与优化
药物设计的基本原理
基于受体结构的药物设计
通过了解受体的三维结构和作用机制,设计与之匹配的药物分子。
基于配体的药物设计
通过分析已知活性化合物的结构特征,设计具有相似或改进活性的 新药物。
计算机辅助药物设计
利用计算机模拟和预测药物与受体的相互作用,指导药物分子的优 化。
06
新药研究与开发
新药研究的策略与方法
基于靶点的研究策略
通过寻找与疾病相关的特定靶点,设计和合成能够与之相互作用的候 选药物。
基于表型的研究策略
通过观察疾病表型的变化,寻找能够逆转或改善疾病表型的候选药物。
基于天然产物的研究策略
从天然产物中筛选具有药理活性的化合物,进行结构优化和改造,以 获得更好的药效和安全性。
执业西药师考试《药学专业知识一》第二章 药物的结构与药物作用
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第二章药物的结构与药物作用第一节药物理化性质与药物活性大纲要求一、药物的溶解度、分配系数和渗透性对药效的影响 1.药物的脂水分配系数及其影响因素2.药物溶解性、渗透性及生物药剂学分类3.药物活性与药物的脂水分配系数关系二、药物的酸碱性、解离度、pKa对药效的影响1.药物解离常数(pKa)、体液介质pH与药物在胃和肠道中的吸收关系2.药物的酸碱性、解离度与中枢作用◆药物需要一定的亲水性药物的转运扩散决定药物需要一定的亲水性。
◆药物需要一定的亲脂性药物在通过各种生物膜决定药物需要一定的亲脂性。
总结:药物的吸收、分布、排泄过程是水相和脂相间多次分配实现的,因此任何药物都应该具有一定的亲脂性和亲水性,换句话就是要有适当的脂水分配系数。
一、药物的溶解度、分配系数和渗透性对药效的影响(一)药物的脂水分配系数及其影响因素1.药物脂水分配系数:药物在生物非水相中物质的量浓度与在水相中物质的量浓度之比,用P来表示。
C org表示药物在生物非水相或正辛醇中的浓度C w表示药物在水中的浓度P值越大,脂溶性越大,常用其对数lgP来表示2.影响药物脂水分配系数的因素(1)引入极性较大的官能团,亲水性增大。
如:-OH、-COOH、-NH等(2)引入非极性官能团,亲脂性增大。
如:较大的烃基、卤素原子、脂环等(3)官能团形成氢键的能力和官能团的离子化程度较大时,药物的水溶性会增大。
(二)药物溶解性、渗透性及生物药剂学分类依据:药物溶解性和肠壁渗透性的不同组合1.第Ⅰ类是高水溶解性、高渗透性的两亲性分子药物,其体内吸收取决于胃排空速率,如普萘洛尔、依那普利、地尔硫(艹卓)等。
2.第Ⅱ类是低水溶解性、高渗透性的亲脂性分子药物,其体内吸收取决于溶解速率,如双氯芬酸、卡马西平、匹罗昔康等。
3.第Ⅲ类是高水溶解性、低渗透性的水溶性分子药物,其体内吸收受渗透效率影响,如雷尼替丁、纳多洛尔、阿替洛尔等。
4.第IV类是低水溶解性、低渗透性的疏水性分子药物,其体内吸收比较困难,如特非那定、酮洛芬、呋塞米等。
药物化学课件ppt
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总结词:介绍新药开发的流程和策略,包括靶点发现与验证、先导化合物的筛选与合成、候选药物的选定与优化等。
总结词
介绍几个具有代表性的创新药物研发案例,包括治疗癌症、心血管疾病、神经退行性疾病等方面的药物。
要点一
要点二
详细描述
近年来,随着生物医药技术的不断发展,越来越多的创新药物被研发出来。例如,针对癌症的治疗药物,如PD-1抑制剂、PARP抑制剂等,能够通过调节免疫系统或抑制肿瘤细胞生长等方式发挥抗癌作用。针对心血管疾病的治疗药物,如ACE抑制剂、ARBs等,能够降低血压、保护心脏和肾脏等器官。针对神经退行性疾病的治疗药物,如阿尔茨海默病药物等,能够改善认知功能和延缓疾病进展。这些创新药物的研发成功为人类健康事业做出了巨大贡献。
氧化还原反应
在酸或碱的催化下,醇与羧酸或其他含羧基的化合物反应,生成酯类化合物。
酯化反应
两个或多个分子之间发生反应,形成新的化学键,同时生成新的分子。
缩合反应
按照实验步骤进行操作,控制好反应温度、压力、浓度等条件。
实验操作
注意安全问题,如使用腐蚀性试剂时需佩戴防护眼镜和手套;注意环保问题,如废液的处理和回收;注意实验记录和报告的撰写,确保实验数据的真实性和完整性。
CHAPTER
06
药物化学的未来发展与挑战
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药物化学课件
药物化学概述药物分子的化学结构与性质药物合成的基本原理与技术药物设计与新药开发药物化学的应用与实践药物化学的未来发展与挑战
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目录
CHAPTER
01
药物化学概述
总结词
药物化学是一门研究药物分子的化学性质、结构特征、构效关系及其与生物活性关系的科学。
药物化学 化学结构与生物活性的关系
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H H O N H O NH
如巴比妥类药物结构变化
• 巴比妥类药物,在5位有两个烃基取代时,显示出 镇静安眠作用
O NH O N H O OHO N H O N O-
苯巴比妥的生物活性
• 5位双取代后不能转变成芳环结构
– pKa通常在7.0-8.5间,
• 在生理pH下,苯巴比妥约有50%左右以分 子型存在,可进入中枢而起作用
如全身麻醉药,从其化学结构上看,有气体、 低分子量的卤烃、醇、醚、烯烃等,其作用 主要受药物的脂水(气)分配系数的影响。
特异性结构药物
Structurally Specific Drug 作用依赖于药物分子的特异的化学结构,及其按某种 特异的空间相互关系排列 作用与体内特定的受体的相互作用有关
设计新药时必须考虑到化合物的理化性质
药物口服给药后,经胃肠道吸收进入血液 药物在转运过程中,必须通过各种生物膜,才能 到达作用部位或受体部位 药物分布到作用部位并且在作用部位达到有效浓 度,是药物与受体结合的基本条件 能和受体良好结合的药物并不一定具有适合转运 过程的最适宜理化性质参数
药物产生药效的两个主要决定因素
药物的理化性质 及药物和受体的相互作用
物理性质
药物的性质 药物结构 药物的空间 立体化学
NH3 NH3 C NH O CH2 NH C O CH2 CH2 O CH2 CH2 CH2 C O O CH2 O CH2 O CH2 O CH2 H H H H H H H H N N N N N N N N H H H H H H H H CH2 O CH2 O CH2 O CH2 O S N NH N H O
RCOOH
Ka
药物的化学结构与药理活性
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9
11
41
54
药动学时相的影响因素
一、药物作用的动力学时相
而L-异构体只药能有物两点在结合体。 内的解离度取决于药物的pKa和周围介质pH的
大小。一般情况下,酸性药物随介质pH增大,解离度增
大,分子型药物减少,体内吸收率较低
4.蛋白结合
• 只有游离型的药物才能从血 液向组织转运,从而发挥其 药理活性
蛋白结合
• 结构特异性药物与特定的靶点,通常是生 物大分子(例如受体或酶)发生相互作用 形成药物-受体复合物,才能产生药理作用 ,各种各样的化学键能使这种药物-受体复 合物稳定。这些化学键可分为可逆和不可 逆两类。药物与受体以共价键结合是不可 逆的,但在大多数情况下,药物与受体结 合是可逆的。
1.溶解度与生物活性
• 药物发挥最佳活性,必须有一定的 脂溶性和一定的水溶性
2.脂水分配系数与生物活性
• 脂水分配系数(lipid-water partition coefficient)P是药物在 正辛醇(1-octanol)中和水中分配达到平衡时浓度之比值 ,即P=CO /CW,常用logP表示,logP= log(CO/CW) 。
• 如果知道分子中的官能团是酸性还是 碱性,便可预测该分子在给定pH下是 否可以被离子化。如果知道该分子中 官能团的pKa和分子周围环境的pH, 可定量预测分子的离子化程度。
• 例如,巴比妥酸(barbital acid)的pKa为4.12,在pH 7.4时 ,99%以上解离,以离子状态存在,不能透过细胞膜和血 脑屏障,故无镇静作用。异戊巴比妥(amobarbital)的pKa 为8.0,在pH为7.4时未解离(酸形式)占79.9%,离子化(
决定药理活性的两个基本因素
药物化学化学结构和药理活性
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资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
二、影响药物到达作用部位的因素
• 主要受两大因素的制约. • 一是药物分子因素,即药物的化学结构及由化学结
构所决定的理化性质,如溶解度、分配系数、电离 度、分子间力、氧化还原电位、电子等排、官能 团之间的距离和立体化学. • 二是药物在其中运行的生物学因素,包括药物分子 与细胞间及细胞内体液和与生物聚合物等的相互 作用,这种相互作用决定了药物的吸收,分布和消除 特征,决定了药物的生物利用度.
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
三 药物的水溶性
1 氢键 羟基和亚胺基团;可生成的氢键越多,分子的水溶性
越大。
2 解离 离子-偶极键
3水溶性的预测 (1)经验法 有机功能基的碳增溶势
(2)分配系数分析法
分配系数也能预测药物的水溶性。药典关于水溶度的定义,溶解度 大于3.3%为溶解,相当于lgP指0.5。因此以0.5为基准,小于0.5的为 水溶性,大于0.5的为水不溶性的。
第一节
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
化学结构与理化性质
• 一、药物的分配系数
C org
P=
Cw
Corg表示药物在生物非水相或正辛醇中的浓度 Cw表示药物在水相的浓度
• 是评价药物亲脂性或亲水性大小的标准, 即药物在生物非水相中物质的量浓度Corg与 在水相中物质浓度Cw之比。
• 常用其对数lgP表示
• 药物蛋白结合分为可逆和不可逆。在不可逆反 应中,药物通过共价键和蛋白结合。大多数药 物与蛋白的结合时可逆过程,药物以氢键,范 德华力,疏水键和离子键与蛋白结合。
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
药物的化学结构与药效的关系—药物的结构因素与药效的关系(药物化学课件)
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1
官能团对 药效的关 系
目录
2
键合特性 对药效的 影响
3
药物的立 体异构对 药效的影 响
官能团对药效的影响
官能团 烷基 酯基 巯基 酰胺基 卤素 羟基 羧基 磺酸基 氨基
对药效的影响 增加脂溶性,降低解离度,增加空间位阻,增加稳定性,延长作用时间 增加脂溶性,影响生物活性,易吸收和转运 增加脂溶性,易吸收,影响代谢 易与生物大分子形成氢键,以与受体结合,显示结构特异性 强吸电子基,影响电荷分布,脂溶性,作用时间以及生物活性 可形成氢键,增加水溶性,影响生物活性,降低毒性 增加水溶性,影响生物活性 增加水溶性,影响生物活性,降低毒性 可形成氢键,增加水溶性,影响生物活性
键合特性对药效的影响
共价键
键能最大
金属螯合物
可形成金 属络合物
氢键 药物与受体最普遍的 结合方式
药物的立体异构对药效的影响
药理活性的差异类型 具有同等药效 具有相同药效但强弱不同 一个具有活性,一个无活性 具有相反的活性 具有不同类型的药理活性
药物举例 抗疟药氯唑 Vc 氯霉素 依托唑啉 索他洛尔
• 旋光异构:只 有手性药物存 在光学异构
•
第二章 药物化学结构与代谢
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实 求
药物和机体的相互作用
“为改变药代动力学性质而进行的分子改造,具 为改变药代动力学性质而进行的分子改造, 有很大的自由度, 有很大的自由度,药物的分布主要取决于化合物 的整体性质,如分配系数和极性等; 的整体性质,如分配系数和极性等;而药物和受 体的相互作用, 体的相互作用,通常需要有特定的立体特征和电 荷分布。 荷分布。”
2
实 求
上章内容提要
药物化学的起源 1. 天然产物 2. 合成药物 --- 锥虫红,砷凡纳明 锥虫红, --- 磺胺 --- 青霉素
3
实 求
上章内容提要
现代药物研究的新方法和技术 多学科、 多学科、交叉综合体 1 合理药物设计 —— 作用靶点,包括酶、受体、离子通道和核酸 作用靶点,包括酶、受体、 2 新的设计手段 —— CADD 新的合成和筛选手段 —— 组合化学,高通量筛选 组合化学,
16
实 求
药物的化学结构与吸收 1. 生物利用度 进入血液循环中药量份额 2. 首过效应 肝脏是对内、 肝脏是对内、外源性物质代谢的主要器官 3. 肝肠循环 小肠重吸收 药物长效的原因之一 4. P-糖蛋白逆转作用 糖蛋白逆转作用 透膜作用相关基因 多药耐药的重要原因
17
实 求
药物分子的性质
18
第二章 第二章 药物化学结构与代谢
学药
科学与
术学
上章内容提要
药物化学的定义
药物化学的研究内容和任务
建立在化学学科 医学、生物学科基础上 化学学科和 1. 建立在化学学科和医学、生物学科基础上 设计、合成新的活性化合物 2. 设计、合成新的活性化合物 研究构效关系 3. 研究构效关系 解析药物的作用机理 4. 解析药物的作用机理 5. 创制药物
第二章 药物的构效关系 药物化学 课件
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第二章 药物的构效关系
第四节 药物其它特性对药效的影响
二、电子云密度对药效的影响
各种元素的原子核对其核外电子的吸引力各不相同而显示 电负性的差异。由电负性不同的原子组成的化合物分子就存在 电子密度分布不均匀状态。药物分子的电子密度分布如果和酶 蛋白分子的电荷分布恰好相反,则有利于相互作用而结合,形 成复合物。
化学工业出版社
第二章 药物的构效关系
第一节 药物的基本结构和药效的关系
药物作用过程的三个阶段
过程分类 发生过程 研究目的
药剂相
药物的释放
优化处方和 给药途径
药物动力学
药效相
吸收、分布和消除 药物-受体在靶 (代谢及排泄) 组织的相互作用
优化生物利用度
优化所需的 生物效应
化学工业出版社
化学工业出版社
P=CO/CW
化学工业出版社
第二章 药物的构效关系
第二节 药物的理化性质和药效的关系
二、药物的解离度对药效的影响 多数药物为弱酸、弱碱及其盐类,体液中部分解离,
以离子型和非离子型(分子型)同时存在。药物常以分子型 通过生物膜,在膜内的水介质中解离成离子型,再起作用。 因此药物需有适宜的解离度。
胃肠道各部分的pH不同,不同pKa药物在胃肠道各部分 的吸收情况也就有差异。
化学工业出版社
第二章 药物的构效关系
第一节 药物的基本结构和药效的关系
三、药物的特异结构与非特异结构 (一)结构非特异性药物
药物活性主要取决于药物分子的各种理化性质,与化学结 构的关系不大。临床应用的非特异性药物较少,主要有全身吸 入麻醉药,酚类和长链季铵盐的杀菌药以及巴比妥的催眠药等。 (二)结构特异性药物
药物化学(第二版)第2章 药物设计的基本原理和方法
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先导化合物的优化可分为:
(1)传统的化学方法 (2)现代的方法: 包括CADD和3DQSAR(在第三章介绍)
先导化合物优化的一般方法
一、烷基链或环的结构改造
二、生物电子等排原理
三、前药原理
四、软药
五、硬药
六、孪药
七、定量构效关系研究
一、烷基链或环的结构改造
1、成环或开环 镇痛药吗啡→哌替啶
N
4 -苯 基 哌 啶 类
2、插烯原理(vinylogues)(烷基链局部减少双键 或引入双键) 抗癫痫药胡椒碱→桂皮酰胺类的衍生物
O O 胡 椒 碱 N O 桂 皮 酰 胺 衍 生 物 X O N H R
3、烃链的同系化原理 利福平(甲基哌嗪)→利福喷汀(环戊基哌嗪)
二、生物电子等排(Bioisosteris)
安西他滨(环胞苷)是阿糖胞苷的中间体, 后发现安西他滨不仅具有抗肿瘤作用,且 副作用轻,体内代谢比阿糖胞苷慢,故作 用时间长,治疗各种白血病。
C H O H O O H O H C H O H 2 H O N O O N N H
.H C l
. O N H 3H 2
N H 2 N H O O N O H O
发展为理想的药物,这一过程称为先导化
合物的优化。
第一节
先导化合物发现的方法和途径
Approaches for lead discovery
一、从天然药物的活性成分中获得
(From Active Component of Natural Resources)
(1)植物来源 p17
青蒿素:来自于中药黄花蒿,以此为先导 物,发现蒿甲醚、青蒿琥酯等; 紫杉醇:来自于红豆杉树皮,以此为先导 物,发现多西他赛等。
药物分子结构与活性的关系
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根据药物的化学结构对生物活性的影响程度,或根据药物在分子水平上的作用方式,可把药物分成两种类型, 即非特异性结构药物(StrUCtUraHyNonspecificDrug)和特异性结构药物(StrUeIUralIySpecificDrug)0前者的药理作用 与化学结构类型的关系较少,主要受药物理化性质的影响。如较典型的全身吸入麻醉药,这类药物的化学结构可有 很大的差异,但其麻醉强度与分配系数(PartitionCoefficient)成正比。后者的作用依赖于药物分子特异的化学结构及 其按某种特异的空间相互排列。其活性与化学结构的关系密切,其作用与体内特定的受体的相互作用有关。受体 (ReCePtorS)是一种具有弹性三维结构的生物大分子(大部分为蛋白质,部分为糖蛋白或脂蛋白,也有将酶 (Enzymes)、核酸(Nucleicacids)和膜聚合体包括在内,统称受体。受体存在于细胞膜上和细胞膜内,具识别配体 (Ligand)的能力,该类药物与受体的结构互补,可选择性地与之结合成复合物。药物与受体结合可使受体兴奋,传 递信息,产生特定的生理生化和药理效应。受体对药物识别主要表现在结构互补和立体化学
药物分子结构与活性的关系
药物分子结构与活性的关系
摘要
药物的化学结构与活性的关系是药物化学研究的重要任务之一。药物在体内能否产生活性,主要取决于药物作 用的动力学时相和药效学时相。药物动力相的构效关系,简要介绍药物的转运、影响药物到达作用部位的因素等。 能否药物到达作用部位,主要受三个因素的影响,即药物的吸收、分布和与蛋白的结合等。而药物的分配系数、溶 解度及解离度与上述三个因素密切相关。药效相的构效关系,详细介绍药物-受体的相互作用和立体因素对药效的影 响。药物-受体如何相互作用,如何产生药效?主要取决于药物的结构、电子云密度分布、药物-受体的亲和力(即氢 键、离子键、共价键、疏水作用及范德华力等)和药物分子的立体因素。
Y02第二章—新药研究的基本原理与方法
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(二)通过药物的代谢研究发现先导化合物
药物通过体内代谢过程,可能被活化,也可能被 失活,甚至转化成有毒的化合物。 在药物研究中,可以选择其活化形式或考虑可以 避免代谢失活或毒化的结构来作为药物研究的先 导物。
采用这类先导化合物,得到优秀的药物的可能性 较大,甚至直接得到比原来药物更好的药物。
优化,先导化合物的发现和先导化合物的优化四
个阶段。
2
临床试验概述
I期—健康志愿者(抗肿瘤药为患者);评价安全性、 耐受性、药代动力学性质等。 II期—患者;主要考察有效性,也考察适应症、治 疗方案以及安全性(不良反应)。 III期—患者;随机、双盲对照;大规模(300)、多 中心;考察有效性和安全性。 完成III期临床后,提交材料,进行新药注册申请 (New Drug Application, NDA)。 IV期—上市后应用研究阶段;考察在广泛使用条 件下的疗效和不良反应,评价在普通或者特殊人 群中使用的利益与风险关系以及改进给药剂量等。
32
载体前药原理是通过共价键把活性药物与载体连 接,从而改变药物的理化性质,然后在酶的作用 下释放出活性药物。
33
载体前药的制备通常是利用活性化合物和药物 分子中含有的极性官能团来合成前药。 含有醇或羧酸基团的药物,最常见的前药形式 是酯; 胺类可采用形成酰胺、亚胺、偶氮、胺甲基化 等形式来制备前药; 含羰基的药物可通过席夫碱(schiff base)、肟、 缩醛或缩酮等的形成来制备前药。
同时配合高通量筛选,寻找先导化合物。
20
高通量筛选是利用生物化学、分子生物学、分 子药理学和生物技术的研究成果,对已阐明影 响生命过程的一些环节的酶、受体、离子通道 等,被用作药物作用的靶标进行分离、纯化和 鉴定,由此建立起来的分子、细胞水平的高特 异性的体外筛选模型,具有灵敏度高、特异性 强、用药量少、快速筛选的特点。
药物的化学结构与药效的关系—药物的基本结构与药效的关系(药物化学课件)
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药理效应
药物和受体相互作用示意图
(二)药物基本结构对药效的影响
药物的基本结构
药物构效关系研究中,将 具有相同药理作用药物的 化学结构中相同或相似的 部分,称为相应类型药物 的基本结构或药效结构。
4
1
NH
SO2NH
磺胺类药物的基本结构
在药物的结构改造和新药设计中,基本 结构不能改变,只能在非基本结构不分 加以变化,以保证其衍生物既保持原有 药物的作用,又具有各自的特点。
课堂互动 根据你所学过的知识,写出两类药物的基本结构。
ROCHN
R1 H S
N O6-APACH来自 CH3 COOHR2
R3
6
Y
5
B
R4 7 X8 R5
O
4 COOH
3
A N1 2 R1
喹诺酮类抗菌药基本结构
药物的构效关系概述
药物的化学结 构与生物活性 之间的关系, 简称为构效关 系。
一
结构特异性药物和 结构非特异性药物
二
影响药效的主要因素
一、结构特异性药物和结构非特异性药物
1、结构特异性药物:大多数药物属于结构特异性药物
特点:生物活性与化学结构密切相关,其作用于体内 特定受体的相互作用有关,药物的化学结构稍加改变, 药物分子与受体的相互作用和相互匹配就会发生变化, 导致药效学性质发生改变。
钠通道阻滞剂 钙通道阻滞剂 钾通道阻滞剂 钾通道开放剂
药物名称
缬沙坦、依普沙坦 西咪替丁、雷尼替丁
吗啡、可待因
卡托普利、赖诺普利 洛伐他汀、氟伐他汀 吲哚美辛、双氯芬酸钠
氨力农、米力农
利多卡因、妥卡尼 尼莫地平、硝苯地平
胺碘酮、索他洛尔 米诺地尔、吡那地尔
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O
H3CO
NH S
H
O
HN
OCH3O H
OH
4
O
NH S 6 5H
3
O
H N2
O 7H 1
OH
O
N O
NH S
H
OHale Waihona Puke HNOHOH
药 效 团
R NH S
HO
HN
OH
OH
O
N CH3
O
N N
H3C
H N N
N H3C
CH3
H
O
N
N
N CH3
O
NHR
n
N CH3
O
33nm C 52nm
N
67nm
N
药效团
药效团:氮芥的活性形式。
磷酸作为药动团
ONa HN
N
O
苯妥英钠
O
HN N O OH
P OH
O
O
磷酸苯妥英
苯妥英具有弱酸性,水溶性小 苯妥英钠:水溶性大,但碱性强
pH:9.5-11.5 所以,静注时不能过度稀释 且肌注时注射部位pH的变化都能 导致苯妥英的析出。
药动团:磷酸基 引入理由:磷酸基团,水溶性基 团,在磷酸酯酶作用下易水解。 应用:磷酸苯妥英,水溶性好, 稳定性高,体内安全,磷酸酯酶 作用下容易转化为苯妥英,可肌 注。
“分子的完整统一性”
为设计合成安全有效的新化合物提供重要的借鉴,从而合成出 疗效更高、毒副作用更低的药物。
第一节 药物的结构与药效的关系
一、药效团 1、定义:
药效团是药物分子和特定结构的生物靶点产 生最佳的分子结合并激发(或阻断)其生物效 应的立体上和电性上的总体特征。是药物分子 与受体结合产生药效的在空间的分布的最基本 的结构特征。
二、药动团
1、定义: 药动团是指决定药物的药代动力学性质,影响药物的吸
收、分布、代谢与排泄的过程结构片段或基团。 药动团可模拟自然界存在的物质,与药效团经化学键结
合,赋予药物分子有类似天然物质被转运的性质,控制药 物的药动学性质、优化生物利用度及药物靶向作用。药动 团可认为是药效团的载体。
2、药动团的设计
第2章 药物的化学结构与生物 活性
《药物化学总论》 郭宗儒编著 中国医药科技出版社
第一节 药物的结构与药效的关系 第二节 药物与受体相互作用对药效的影响 第三节 药物的结构与体内转化 第四节 药物的结构修饰
小分子药物与生物大分子结合的示意图
药物的化学结构和理化性质与生物活性(包括药理和毒理作 用)间的关系,简称构效关系(structure-activity relationships,SAR)。
2、药效团获得的途径:
1、一般用尽可能多的结构类似的化合物测定药理活性 2、精确地分析结构与活性的关系。(生物活性的测定通常尽
可能用简单的体外试验,以排除药代动力学对药效学的影响 。) 3、确定构效关系 4、寻找结构中的几个关键的原子基团或结构部分。由这些关 键部分间的距离和空间排布可以得到药效团的模型。
1
O
O
6
2P N
5
3NH
4
H3C N
NH2 HOOC
Cl Cl
H2O
Cl
HCl Cl
Cl N
Cl
Cl RN
Cl
作用机制
R N
Cl Cl 快
R
N
XRN Cl
Cl
Cl
N
Y
R N
快R
X
X
Cl X
Y
Ar N
Cl Cl
慢 Cl
N Ar
Ar XN Cl
Cl
N
Y
Ar N
慢
Ar
X
药效团
Cl X X Y
Cl N
Cl
其它药动团
以上介绍的药动团,是将生理或生化上容易被机体吸收或接 收的物质或基团,作为载体或导向基团连接到活性物质上 ,其实,药物分子中除药效团外的其它片段都可认为是药 动团,可对其进行结构修饰或直接的变换,以改善药代动 力学性质。
1、改变亲酯性。如增长烷基链长或用烷氧基置换非必需的 羟基,提高分子的亲酯性。
(1)、天然的氨基酸 氨基酸或二肽在体内可被主动转运,可作为药动团连结于药
效团上,以利于吸收和转运。
(2)、磷酸基 磷酸基是构成核酸的组成之一,药物分子中连结磷酸或膦酸
基团有助于向细胞内转运。
(3)、糖基 糖分子与氨基酸和核苷酸同样是贮存和携带信息的载体,活
性物质与糖成苷,较容易透入细胞内,根据糖分子性质不同, 透入速率有差别,因而产生选择性。
根据药物化学结构对生物活性的影响程度,或根据作用方式 ,宏观上将药物分为:
1、结构非特异性药物:其药效主要决定于药物分子的物理 或物理化学性质,而对其化学结构或化学性质的要求无特异 性。
2、结构特异性药物:药物的作用与其和体内特定的受体或酶 的相互作用有关,其活性与化学结构的关系密切,药物结构 微小的变化则会导致其生物活性的变化。
2、改变电性,例如在苯环对位引入F,减低苯环在体内被代 谢为羟基化的速度和程度。
3、改变立体性,引入较大的基团,以保护代谢敏感或易受 攻击的基团
三、毒性基团
研究构效关系的目的:
1、研究药物的构效关系,有助于解析和认识药物的作用机理和 作用方式。
2、有助于新药的设计与合成,为合理和有效地研究与开发新药 提供理论根据和实际指导。
3、总结各种化学基团或原子以及环系产生的不同生物效应; 找出药物分子中决定药效的基团(药效团,pharmacophore) 找出影响药代动力学的结构部分(药动团,kinetophore) 找出毒性基团(toxicophore)
磷酸作为药动团
Cl
O
O O P OH
OH
癌细胞组织的特点是碱 性磷酸酯酶、酰胺酶含 量或活性高,pH值低。
NO
磷酸雌莫司汀
Cl
药效团: 双β-氯乙胺 药动团:雌激素、磷酸基
引入理由:癌组织中磷酸酯酶活性较高,磷酸基的引入
是为了使雌氮芥在癌组织内特异性水解。
雌激素的引入是为了使药物趋向性器官
两者的引入使药物在前列腺癌组织内特异性水解产生
糖基作为药动团
药动团:糖基 引入理由:提高了分子的水溶性,而且由于癌细胞摄取葡 萄糖的能力强,提高了选择性。 应用:雷莫司汀治疗胶质细胞瘤和骨髓瘤疗效好。
胆酸作为药动团
药动团:胆酸 引入理由:肝细胞中含有胆酸转运系统,对胆酸有较强的亲和力。 将药物经间隔基与胆酸偶联后,赋予药物肝细胞靶向作用。 应用:苯丁氮芥与胆酸相连
(4)、胆酸 肝细胞中含有胆酸转运系统,对胆酸有较强亲和力,将药
物经间隔基与胆酸偶联后,赋予药物肝细胞靶向特征。
(5)、其它
氨基酸作为药动团
Cl
H3C N
HCl Cl
NH2 HOOC
Cl N
Cl
美法仑
药效团:双β-氯乙胺 药动团:L-苯丙氨酸 引入理由:
肿瘤细胞在某个发育阶段 合成蛋白质的速度较高,要求 氨基酸在癌细胞内快速浓集, 将氮芥连在苯丙氨酸的苯环上 提高了向癌组织中分布的选择性